Stereokontrollierte Synthese von Oligonucleosidphosphorothioaten

Abstract

Bei der Modulation der Genexpression durch Antisense‐Oligonucleotide oder deren Analoga wurden Ergebnisse erzielt, die auf eine neue Generation von Therapeutica gegen virale Infektionen, Krebs und andere Krankheiten hoffen lassen. Oligonucleosidphosphorothioate (Oligo‐S) sind die wirksamsten Analoga bei der Unterdrückung der Biosynthese „ungewollter”︁ Proteine. Erste klinische Untersuchungen von Oligo‐S als Antisense‐Präparate gegen Warzen im Genitalbereich und akute myeloische Leukämie werden zur Zeit durchgeführt; auch gegen Aids sollen Oligo‐S getestet werden. Details des Wirkungsmechanismus, der Aufnahme in die Zelle, des Zelltransports, der subzellulären Lokalisierung und der Wechselwirkung mit zellulären Proteinen sind noch nicht bekannt. A priori wird bei der Applikation angenommen, daß eine rasche und effiziente molekulare Erkennung der Ziel‐RNA durch Oligo‐S erfolgt. Der Einfluß der Chiralität als Eigenschaft des Oligo‐S‐Gesamtmoleküls konnte bislang nicht geklärt werden, da diese Verbindungen nicht stereokontrolliert herstellbar sind. Aufgrund fehlender analytischer Methoden wurde die Diastereomerenzusammensetzung nie bestimmt. Da jedes Diastereomer eine eindeutig definierte stereochemische Einheit ist, stellt sich die Frage, welche Diastereomere die beobachtete biologische Antwort, die positive (heilende) Wirkung und die mögliche negative (toxische) Nebenwirkung, bewirken. Das Ziel dieser Übersicht ist, eine (zum Teil auch spekulative) Abschätzung der Probleme, die mit einer stereokontrollierten Synthese von Oligo‐S verbunden sind, zu liefern sowie den Forschungsstand zu referieren, wobei auch auf Strategien eingegangen werden soll, die zu Oligo‐S mit vorbestimmter Chiralität führen könnten. Dieser Ansatz soll keinesfalls Wissenschaftler von Untersuchungen mit Oligo‐S‐Diastereomerengemischen als Pharmaca abhalten, denn in der medizinischen Chemie wurden viele nützliche Medikamente ohne die genaue Kenntnis der Struktur entwickelt und angewandt. So ist z.B. heute noch die Struktur von Impfstoffen, die Pasteur entdeckte, nicht geklärt.

Diastereomerically pure nucleoside‐5′‐O‐(2‐thio‐4,4‐pentamethylene‐1,3,2‐oxathiaphospholane)s—Substrates for synthesis of P‐chiral derivatives of nucleoside‐5′‐O‐phosphorothioates

“…Based on the literature data, under typical conditions of RP-HPLC (a C18 column, elution with a gradient of 0.1 M triethylammonium bicarbonate (TEAB) and acetonitrile), all 16 di(deoxyribonucleoside) phosphorothioates of R P -configuration have shorter retention times (fast-eluting species) than their S P -counterparts. 26,27 Since fast-and slow-eluting diastereomers of 4d furnished slow-and fast-7, respectively, one can conclude that fast-4d and slow-4d yield the dinucleotides 7 of S P and R P absolute configuration, respectively. The stereoselectivity of condensation was not lower than 98%.…”

Oxathiaphospholane Approach to the Synthesis of P-Chiral, Isotopomeric Deoxy(ribonucleoside phosphorothioate)s and Phosphates Labeled with an Oxygen Isotope

“…In chemistry, it is a key feature in applications such as enantioselective catalysis, [1] separation techniques, [2] and in the formation of supramolecular systems, both in solid assemblies [2,3] and in solution. [2, 4±6] Intermediate to solid-and solution-phase systems one might place organogels.…”

“…[1] Standard chemical methods for the synthesis of oligo(deoxyribonucleoside phosphorothioate)s (PS-Oligos) provide a mixture of 2 n diastereoisomers, where n is the number of phosphorothioate linkages. [2] The enzymatic synthesis of stereodefined PS-Oligos is limited to the preparation of (all-R P )-oligomers because of the stereoselectivity of available DNA and RNA polymerases. The first method for stereocontrolled chemical synthesis of PS-Oligos was elaborated in our group, [3] and several alternative methods were recently reported.…”

Oxathiaphospholane Approach to the Synthesis of P-Chiral, Isotopomeric Deoxy(ribonucleoside phosphorothioate)s and Phosphates Labeled with an Oxygen Isotope

“…In chemistry, it is a key feature in applications such as enantioselective catalysis, [1] separation techniques, [2] and in the formation of supramolecular systems, both in solid assemblies [2,3] and in solution. In chemistry, it is a key feature in applications such as enantioselective catalysis, [1] separation techniques, [2] and in the formation of supramolecular systems, both in solid assemblies [2,3] and in solution.…”

“…

Introduced by Eckstein, phosphorothioate analogues of nucleotides have become an indispensable tool for studying the metabolism of nucleic acids. [2] The enzymatic synthesis of stereodefined PS-Oligos is limited to the preparation of (all-R P )-oligomers because of the stereoselectivity of available DNA and RNA polymerases. [2] The enzymatic synthesis of stereodefined PS-Oligos is limited to the preparation of (all-R P )-oligomers because of the stereoselectivity of available DNA and RNA polymerases.

…”